1、3 生活中的传感器 4 简单的光控和温控电路(选学)学习目标 重点难点1了解传感器在日常生活和生产中的应用2知道洗衣机、电冰箱中的传感器3知道家用报警器的工作原理4知道传感器与人的感官的联系与区别5会分析简单的光控和温控电路重点:传感器的应用实例难点:光控、温控电路的工作原理一、生活中的传感器1洗衣机中的传感器全自动洗衣机已经实现利用_和电脑技术对洗涤全过程进行检测和控制近年来的模糊洗衣机中的传感器大致有:_传感器、_传感器、_传感器、_传感器、_传感器、_传感器、_(压电)传感器2电冰箱中的传感器电冰箱主要由_系统和控制系统两大部分组成控制系统主要包括:_控制、_控制、_保护等3家用报警器(
2、1)居家生活中,煤气泄漏会危及人身安全,需要加以防范我们可以利用_元件制作有害气体报警器和可燃气体报警器(2)有一种敲击防盗报警器,它利用_式传感器对门窗玻璃损毁产生反应,形成对报警装置的启动还有一种冲击防盗报警器,由_传感器和_电路两部分组成4传感器与人的感官(1)_传感器和由它制成的录像头和监控探头,可以类比人的眼睛(2)对有毒有害气体进行监控的_和_传感器,相当于人的鼻和舌等嗅觉、味觉器官(3)_和_传感器,以及_传感器可以认为相当于人类的触觉器官,如手、足、皮肤等(4)_传感器不妨认为是机器的耳朵预习交流 1夜晚,楼梯上漆黑一片但随着我们的脚步声响,楼梯的灯亮了;我们登上一层楼,灯光照
3、亮一层楼,而身后的灯则依次熄灭这种楼梯灯控制装置好像能“看见”我们的到来,开灯迎接;又好像能“听到”我们的离去,关灯节能这种“人性化”的功能是靠什么实现的呢?二、简单的光控和温控电路1光控自动照明电路(1)电路原理图(2)功能利用_电阻作控制元件从而通过光线来实现自动控制,使电路在天亮时自动_,天黑时自动_(3)调试将光敏电阻用_包住使它不被光照亮,如果发光二极管不亮,则调节_,直到发光二极管发光为止然后将包裹光敏电阻的_打开,看它是否熄灭,如果此时发光二极管不熄灭,则再调节_反复使光敏电阻遮光或见光,直到可以实现发光二极管在光敏电阻_时熄灭,_时发光为止此时发光二极管就相当于一个由环境明暗变
4、化而自动控制的灯2温控电熨斗(1)电路原理图(2)功能利用_电阻作控制元件,从而使电熨斗的温度在低于指定值时,电热器供电加热,否则将电源关闭(3)调试室温下,如果发光二极管不亮,则调节电位器 R1,直到发光二极管发光为止然后将电烤灯通电并靠近热敏电阻加热,看它是否熄灭,如果此时发光二极管不熄灭,则再调节电位器反复将电烤灯靠近或远离_电阻,直到可以实现发光二极管在热敏电阻温度_时熄灭,正常室温时_为止预习交流 2电熨斗在达到设定的温度后就不再升温,当温度降低时又会继续加热,使它总与设定的温度相差不多你知道电熨斗是靠什么来自动控制温度的吗?在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注?请在下列表格中
5、做个备忘吧!我的学困点 我的学疑点答案:一、1传感器 水位 负载量 水温 布质 洗涤粉 脏污程度 脱水2制冷 温度自动 除霜温度 过热及过电流3 (1)气敏 (2)压电 冲击 执行4 (1)光 (2)化学 生物 (3)力学 振动 温度 (4)声预习交流 1:答案:靠电路中安装的一种能将声、光信号转换为电学量的传感器声光控延时开关实现的二、1 (2)光敏 切断 导通(3)黑纸 电位器 R1 黑纸 电位器 有光照 无光照2 (2)热敏(3)热敏 升高 发光预习交流 2:答案:双金属片温度传感器生活中的传感器1洗衣机水位控制装置是洗衣机的重要组成部分请你根据所学的知识分析其工作原理2你知道模糊洗衣机
6、中的脱水功能是怎样实现的吗?3请仔细阅读教材,你能分析一下冲击防盗报警器的工作原理吗?4试说明下列各种场合分别常选用怎样的传感器:(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路;(2)马路两侧的路灯控制电路;(3)气垫导轨上用的光电门;(4)楼梯灯控制电路;(5)宾馆的自动门控制电路;(6)电话、手机等的话筒;(7)非接触式体温计;(8)遥控电视机的接收器全自动洗衣机有一个水位开关,它是一个压力开关水位开关的工作原理是利用开关内的空气随着水位上升所增加的压力,使开关动作,关闭水阀在排水时,随着水位的下降,空气室内的压力随之下降,开关回复到初始位置从图中可看到当水注进洗衣机桶后,空气很快被封闭在左侧小管中
7、,随着水位的上升,封闭空气的压强增大通常桶内外液面差 H 为 1535 cm,设大气压为 1105 Pa求:(1)封闭空气的压强数值大约有多大?(2)若橡胶膜片的半径为 2.5 cm,则压缩空气对橡胶膜片的压力有多大?(3)下图是一全自动洗衣机中的脱水桶,脱水桶的直径为 38 cm,脱水桶工作时的转速为 820 r/min,则脱水桶工作时衣服所具有的向心加速度为多少?是重力加速度的几倍?为什么脱水桶能使衣服脱水?点拨:洗衣机的每一个传感器都能找到其工作的物理原理,如本题讨论的是水位传感器的原理,要根据封闭空气的压强来计算水位如何选用适当的传感器现代传感器在原理与结构上千差万别,如何根据具体的测
8、量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器,是在进行某个量的测量时首先要解决的问题当传感器确定之后,与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了测量结果的成败,在很大程度上取决于传感器的选用是否合理根据测量对象与测量环境确定传感器的类型,要进行一个具体的测量工作,首先要考虑采用何种原理的传感器,这需要分析多方面的因素之后才能确定因为即使是测量同一物理量,也有多种原理的传感器可供选用,哪一种原理的传感器更为合适,则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下具体问题:被测位置对传感器体积的要求;测量方式为接触式还是非接触式1近年流行的模糊洗衣机中的传感器有好多种,下列可能没有的是( ) A水
9、位传感器B水温传感器C脱水传感器D声敏传感器2模糊洗衣机是“模糊家电”的一种下列关于模糊家电的认识,正确的是( ) A模糊是一种类似于浆糊的高科技产品B模糊是一个数学概念,因模糊集合理论而得名C模糊家电就是不清晰、不标准的准家电D模糊家电是糅入人们对家电使用的经验知识,并据此建立操作模式,可模仿人的思维作出操作判断的家用电器3电冰箱主要由制冷系统和控制系统两大部分组成,在控制系统中,传感器起着非常重要的作用关于电冰箱中的传感器,下列说法正确的是( ) A电冰箱中的温控器是由温度传感器控制的B电冰箱中的温控器是由湿度传感器控制的C电冰箱由温度传感器控制制冷压缩机的启动与停止D电冰箱由温度传感器控
10、制除霜温控器的启动与停止4如图所示的光控电路用发光二极管 LED 模仿路灯, RG为光敏电阻 “ ”是具有特殊功能的非门,当加在它的输入端 A 的电压逐渐上升到某个值时,输出端 Y 会突然从高电平跳到低电平,而当输入端 A 的电压下降到另一个值时, Y 会从低电平跳到高电平在天暗时路灯(发光二极管)会点亮,下列说法正确的是( ) A天暗时 Y 处于高电平B天暗时 Y 处于低电平C当 R1调大时 A 端的电压降低,灯(发光二极管)点亮D当 R1调大时 A 端的电压降低,灯(发光二极管)熄灭5如图甲所示为半导体材料做成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线,图乙为用此热敏电阻 R 和继电器设计的温控电路
11、,设继电器的线圈电阻为 Rx50 ,当继电器线圈中的电流 Ic大于或等于 20 mA 时,继电器的衔铁被吸合左侧电源电动势为 6 V,内阻可不计,温度满足什么条件时,电路右侧的小灯泡会发光?提示:用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华 技能要领答案:活动与探究:1答案:洗衣机水位控制装置的主要工作部件是压力传感器筒中水位到达设定的高度时,凸起的膜片使动触点 a 与静触点 b 脱离,并与静触点 c 接触,从而接通控制电路,关闭进水电磁阀门,接通洗涤电动机电源,开始洗涤衣物2答案:脱水功能是通过脱水传感器实现的,其工作原理:从脱水筒喷射出来的水作
12、用到压电传感器上,可根据压力的变化,控制脱水动作3答案:冲击防盗报警器,由冲击传感器和执行电路两部分组成在外壳的基板上固定一个螺栓,螺栓上有一个弹簧,弹簧的顶端焊有一个钢球,它们都是电的良导体,外壳也使用电的良导体制成在静止状态下,不论传感器置于何种状态,钢球和外壳呈断开状态不会导通,一旦传感器受到外力冲击,如砸、碰撞、敲击、撬动时,则钢球受到扰动产生运动与外壳接通,便可触发执行电路,使报警装置开始工作4答案:(1)普通电冰箱中的自动温度控制电路用的是温度传感器(2)马路两侧的路灯控制电路用的是光传感器(3)气垫导轨上用的光电门用的是光传感器(4)楼梯灯控制电路用的是光传感器、声传感器(5)宾
13、馆的自动门控制电路用的是光(红外线)传感器(6)话筒用的是声传感器(7)非接触式体温计用的是光(红外线)传感器(8)遥控电视机的接收器用的是光(红外线)传感器迁移与应用:答案:(1)在 1.0151051.03510 5 Pa 之间(2)在 199203 N 之间(3)1 400 m/s2 是重力加速度的 143 倍 衣服不可能提供给水滴这样大的向心力,于是水与衣服就分离了,并从脱水桶的小孔中飞出去解析:(1)封闭空气的压强数值可根据洗衣桶的水位差来确定因 p p0 水 gH,故封闭空气的压强在 1.0151051.03510 5 Pa 之间(2)由 F pS 得压缩空气对橡胶膜片的压力在 1
14、99203 N 之间(3)脱水桶工作时衣服紧靠脱水桶一起做匀速圆周运动则由 a 2r 可得衣服所具有的向心加速度为 1 400 m/s2,是重力加速度的 143 倍由此可见,一个水滴所需要的向心力,大约是其自身重力的 143 倍,衣服不可能提供给水滴这样大的向心力,于是水与衣服就分离了,并从脱水桶的小孔中飞出去当堂检测1D 解析:近年流行的模糊洗衣机中的传感器,大致有以下几类:水位传感器、负载量传感器、水温传感器、布质传感器、洗涤粉传感器、脏污程度传感器、脱水传感器2BD 解析:模糊家电是糅入人们对家电使用的经验知识,并据此建立操作模式,可模仿人的思维作出操作判断的家用电器其中操作模式的建立,
15、利用了数学家提出的模糊集合理论,故而得名3ACD 解析:电冰箱中的温度控制系统主要是温度传感器,与湿度无关4BD 解析:天暗时光敏电阻 RG增大,由于 R1和 RG串联,接在电源两端 RG增大,使 RG两端电压增加, A 点电平升高,当 A 点电平高到某一值时,输出端 Y 突然变为低电平,则二极管 LED 正向电压导通而点亮,B 正确;当 R1调大时增加了 R1两端电压使 A 点电平降低,当 A 端输入电平降到一定程度时, Y 突然变为高电平,LED 因两端电压减小而熄灭5答案:温度不小于 50 时,电路右侧的小灯泡会发光解析:热敏电阻与继电器串联,若使电流不小于 Ic20 mA则总电阻不大于 R 总 300 EIc由于 R 总 RT Rx,则 RT不大于 250 由甲图可看出,当 RT250 时,温度 t50 ,即温度不小于 50